塔式起重机小车式变幅机构断绳及起重机折断原因分析

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在塔式起重机小车变I嘧饥构中，牵引钢丝绳拉断起重臂架折断事故时有发生并由此引起倒塔重大事故。起重小车上虽设有断绳保护装置。但这种方法不能主动有效的防止拉力过大。

1塔式起重机小车变幅的工作原理塔式起重eL车变幅机构，主要部分组成如图 1所示。

1.变幅机构卷筒；2.起重臂中部导向滑轮；3.起重臂端部导向滑轮；4.变幅小车；5.起重臂根部导向滑轮；6.牵引钢丝绳。

图 l 塔式起重机小车变幅机构及组成其特点是牵引钢丝绳两端由两个方向绕入变幅机构卷筒，当驱动机构驱动卷筒旋转时，牵引绳-端绕入卷筒，而另-端则由卷团出使变幅移动而实现变幅。

2塔式起重机小车式变幅机构的阻力分析绕小车式变I幅机构阻力计算公式是：F， ：(QG)三 丧 生.∥：(96)。

在此只进行阻力估算，选取(1)的最大直径并忽略滑轮的效率影响，(I)0.028(车轮直径<200mm，滑动轴承)以QDZ3l5型塔式起重机为例：最大起升载荷 Q29400N最凶重载荷 G706N运行阻力估算F. (QG)·(1) (29400706)·0.028N843N变I嘧牵引钢丝绳规格为6Xl9-6.2.1700.I.光.右绞查得其破断拉力不小于 24300N，是运行阻力的28.8倍，因此正常工作时不可能引起断绳故障。

此驱动功率所能产生的最大拉力是否能引起拉断钢丝绳的事故呢由电动机推算变幅绳的最大拉力Ⅳ ： 1lOOO，7P( )2.xl。O.0 xO.9：9。N考虑到电机堵转时的最大力矩系数，选取 3P. 3P3 ·990N2970N仍远远小于钢丝绳的破断拉力，因此在正常工作状态下，断绳事故不应发生。由此可见，小车变幅绳断绳原因不是小车阻力产生的而是由其他方面原因变幅甘肃薯绕系统非正常工作引起的。

3断绳原因分析3.1变幅钢丝绳初拉力 P根据塔式起重机的设计规范要求牵引钢丝绳的自由垂度为垂度为 ，1 1 。为起重臂两端滑轮的距离，初拉力 P可)以通过下式计算，取其-半为(示力休)图 2 计算简图设钢丝绳的自重每米为Q(N)由∑MB0得H.fm q.号.÷H《 仍以 QTZ315型塔式起重机为例，牵引绳每米质量为13.35kg- - 斟协论坛 ·2013年第6期(下)- 算出Q1.3N，m·l 36m代入上式得H 争-Sn由∑Fx0 得 Hp·COSO。

由∑Fy0 得 psinaq· 23.4NpJn(。 。 币丽由此可知钢丝绳的初拉力不太大，钢丝绳拉断的原因可能是-种意外情况。

3.2小车式变幅机构工作时可能发生的意外情况(1)小车变幅时钢丝绳可能会绷紧。

小车式变幅机构正常工作时，卷筒转动，-端绕上卷筒的钢丝绳长度等于另-端释放出的钢丝绳长度，这时不会引起断绳事故。如果钢丝绳卷绕发生乱槽重叠时，会使卷绕直径变大。

图3 计算简图图3中：P。.释放端钢丝绳拉力；P。.绕入端钢丝绳拉力；D .绕入端乱槽后卷绕直径；D .放出端卷绕直径；M动-卷筒驱动力矩。

由于D，)D：，故钢丝绳绕入长度大于释放长度，钢丝绳将越来越被绷紧，拉力也将越来越大。

(2)牵引钢丝绳绷紧对驱动力矩有否影响，如图 3所示，列出的力矩平衡方程式。.争 .鲁 动 F1nFm.小车运行阻力，见前算式，代入上式整理得M -÷ ·D1由此可见，卷筒的驱动力矩基本与钢丝绳的绷紧拉力无关 。

3.3断绳发生的可能性分析根据悬链方程式，首先计算下垂 的钢丝绳长度，仍以QTZ315型塔式起重机为例悬链方程式Y昙(P e- ) 。

图4 计算简图S2 dx： 2悬链全 长： 2.三 三 -兰J02(P 丝 -a(e -e。、. 36.087m当钢丝绳发生乱槽重叠后，卷绕半径可能增加 d(钢丝绳直径)卷筒每转-周悬链长将缩小27td，d6.2mm。汁及上面钢丝绳的挠度可再适当放大而此时fm ：0 H -o。

也就是说，只要乱槽现象发生卷筒转动二周多钢丝绳将被拉断。

3.4断绳引起的后果(1)会使起重力矩突然增大，引起倒塔事故。

当断绳发生在内侧时，小车会在钢丝绳的弹性拉力下溜向臂架前端，使起升力矩超负荷而引发倒塔事故，因此小车上设有断绳保护装置，断绳瞬间锁住小车位置。

根据有关资料，臂架受力分析时，并未考虑牵引钢丝绳被拉断时的最大载荷，故牵引绳乱槽重叠后会引起折臂事故的发生。

4改进建议为了防止牵引绳因乱槽叠力Il而被折断，建议 臂架前端或后端的改向滑轮处增加拉力限制器，当拉力增火到-定值时会切断也路，只能使电动机反转，使乱绳槽释放。